TWI646622B - 晶圓對準方法以及使用該方法的對準設備 - Google Patents

晶圓對準方法以及使用該方法的對準設備 Download PDF

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TWI646622B TW105112206A TW105112206A TWI646622B TW I646622 B TWI646622 B TW I646622B TW 105112206 A TW105112206 A TW 105112206A TW 105112206 A TW105112206 A TW 105112206A TW I646622 B TWI646622 B TW I646622B
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鄭成釩
文濟皓
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Abstract

一種晶圓對準方法及使用該方法的對準設備，晶圓對準方法包含 如下步驟：於設定有x軸及y軸的平台上安裝包含用以實現對準的凹口(notch)的晶圓的步驟；於拍攝晶圓的第1影像後，使晶圓旋轉180度，之後拍攝晶圓的第2影像的步驟；比較第1影像與第2影像而使晶圓的中心移動至平台的x軸上的步驟；於拍攝晶圓的第3影像後，使晶圓旋轉180度，之後拍攝晶圓的第4影像的步驟；比較第3影像與第4影像，使晶圓的中心移動至平台的y軸上而使晶圓的中心與平台的中心一致的步驟；及使晶圓旋轉而使通過凹口的晶圓的中心線與平台的對準線一致的步驟。

Description

晶圓對準方法以及使用該方法的對準設備
本發明是有關於一種晶圓對準方法以及使用該方法的對準設備，更詳細而言，有關於一種使用視覺相機(vision camera)尋找晶圓的凹口(notch)而始終按照固定方向將晶圓安裝至平台上的晶圓對準方法以及使用該方法的對準設備。
通常，藉由切刀(Blade)或使用雷射切割(Laser Cutting)的鋸割(Sawing)設備切割晶圓而製成多個半導體晶片。
藉由設置於設備的相機識別安裝至此種鋸割設備的平台的晶圓，設備具備判讀圖像而使晶圓的中心線與平台的對準線一致的對準設備。
通常，先前的對準設備為相機識別形成於晶圓的表面的球或線等而導出晶圓的中心線的方式。
然而，此種先前的晶圓對準方法於形成於晶圓表面的球或線變形的情形時，發生識別錯誤而發生鋸割不良，或於為了保護晶圓的表面而於晶圓表面塗佈膠帶或樹脂層等的情形時，存在相機難以識別晶圓表面的球或線而無法實現晶圓對準的問題點。
本發明提供一種無論晶圓以何種方向放置至平台上，均可使用視覺相機對準至準確位置的晶圓對準方法以及使用該方法的晶圓對準設備。
本發明的一實施例的晶圓對準方法包含如下步驟：於設定有x軸及y軸的平台上安裝包含用以實現對準的凹口(notch)的晶圓的步驟；於對上述晶圓的第1影像進行拍攝後，使上述晶圓旋轉180度，之後對上述晶圓的第2影像進行拍攝的步驟；對上述第1影像與上述第2影像進行比較而使上述晶圓的中心移動至上述平台的x軸上的步驟；於對上述晶圓的第3影像進行拍攝後，使上述晶圓旋轉180度，之後對上述晶圓的第4影像進行拍攝的步驟；對上述第3影像與上述第4影像進行比較，使上述晶圓的中心移動至上述平台的y軸上而使上述晶圓的中心與上述平台的中心一致的步驟；及使上述晶圓旋轉而使通過上述凹口的上述晶圓的中心線與上述平台的對準線一致的步驟。
可藉由視覺相機(vision camera)而拍攝上述晶圓的影像。
可藉由連接於上述視覺相機的運算部而執行上述第1影像與第2影像的比較及上述第3與第4影像的比較。
可使用藉由與上述運算部連接的控制部而控制的對準設備來執行上述晶圓的移動及旋轉。
可於運算部計算產生於上述晶圓的中心線與上述平台的對準線之間的誤差。
可更包含如下步驟：於產生於上述晶圓的中心線與上述平台的 對準線之間的誤差大於設定的容許範圍的情形時，藉由連接於上述運算部的警報設備而產生警報的步驟。
於產生上述警報的情形時，會再次執行所述晶圓對準方法所記載的步驟。
本發明的一實施例的晶圓對準設備包含：平台，其安裝包含用以實現對準的凹口的晶圓，且設定有x軸及y軸；視覺相機，其對上述晶圓的影像進行拍攝；對準設備，其使上述晶圓於上述平台上旋轉及移動；及控制部，其對上述對準設備施加控制訊號，以使上述平台的對準線與上述晶圓的中心線一致。
可更包含運算部，其對由上述視覺相機識別出的上述晶圓的影像進行比較，計算上述晶圓的中心線與上述平台的對準線之間的誤差。
上述控制部可根據由上述運算部計算出的結果而對上述對準設備施加控制訊號。
可更包含警報設備，其連接至上述運算部，於產生於上述晶圓的中心線與上述平台的對準線之間的誤差大於設定的容許範圍的情形時產生警報。
本發明的一實施例的晶圓對準設備包含：平台，其安裝包含用以實現對準的凹口的晶圓，且設定有x軸及y軸；視覺相機，其對上述晶圓的影像進行拍攝；對準設備，其使上述晶圓於上述平台上旋轉及移動；及控制部，其對上述對準設備施加控制訊號，以使上述平台的對準線與上述晶圓的中心線一致；且上述視覺相機拍攝上述晶圓的第1影像至第4影像，上述對準設備於上述視覺相機拍攝上述第1影像及第3影像後，使上述晶圓旋轉180度，上述對準設備對上述第1影像與上述第2影像進行比 較而使上述晶圓的中心移動至上述平台的x軸上，上述對準設備對上述第3影像與上述第4影像進行比較，使上述晶圓的中心移動至上述平台的y軸上而使上述晶圓的中心與上述平台的中心一致，上述對準設備使上述晶圓旋轉而使通過上述凹口的上述晶圓的中心線與上述平台的對準線一致。
可更包含運算部，其連接至上述視覺相機，執行上述第1影像與第2影像的比較及上述第3影像與第4影像的比較。
上述控制部可根據由上述運算部比較的結果而對上述對準設備施加控制訊號。
根據本發明的一實施例，於在晶圓上貼附有光電二極體感測器無法透過的膠帶的情形時，亦可將晶圓對準至準確的位置。
並且，於晶圓的表面不均勻的情形時，亦可將晶圓對準至準確的位置。
並且，於玻璃(glass)、藍寶石(sapphire)等難以藉由光電二極體感測器感測的材質的晶圓的情形時，亦可將晶圓對準至準確的位置。
10‧‧‧對準設備
20‧‧‧控制部
30‧‧‧運算部
40‧‧‧警報設備
50‧‧‧中心線
60‧‧‧對準線
100‧‧‧晶圓對準設備
N‧‧‧凹口
O‧‧‧晶圓的中心
S‧‧‧平台
S1~S10‧‧‧步驟
T‧‧‧膠帶
VC‧‧‧視覺相機
W‧‧‧晶圓
圖1是表示於為了進行加工而安裝至平台上的包含凹口(notch)的晶圓中，用以保護晶圓表面的膠帶塗佈於晶圓上的情況的圖。
圖2是概略性地表示本發明的一實施例的晶圓對準設備的圖。
圖3是表示本發明的一實施例的晶圓對準方法的流程圖。
圖4a至圖4f是按照步驟表示本發明的一實施例的晶圓對準方法的 圖。
以下，參照隨附圖式，詳細地對本發明的實施例進行說明，以便在本發明所屬的技術領域內具有常識者可容易地實施。然而，本發明能夠以多種不同的形態實現，並不限定於此處所說明的實施例。而且，為了明確地說明本發明，於圖中省略與說明無關的部分，且於整篇說明書中，對相似的部分標註相似的符號。
於整篇說明書中，在記載為某個部分與其他部分“連接”時，不僅包含“直接連接”的情形，而且亦包含於其等中間介置其他元件而“電性連接”的情形。並且，於記載為某個部分“包含”某個構成要素時，若無特別相反的記載，則指可更包含其他構成要素，而並非是指排除其他構成要素。
圖1是表示於為了進行加工而安裝至平台上的包含凹口(notch)的晶圓W中，用以保護晶圓W的表面的膠帶T塗佈於晶圓W上的情況的圖。
參照圖1，安裝至平台上的晶圓W為了實現對準而於晶圓W的一部分形成有凹口N。並且，於晶圓W上，可塗佈有用以保護晶圓W的表面的膠帶T。可使用凹口N的位置將晶圓W準確地對準至平台上。
先前，於使光源位於晶圓W的上側或下側而照射光後，使用位於光源的相反側的光電二極體(photodiode)感測光是否透過。此種藉由感測光是否透過進行的凹口N的感測方法於在晶圓W上塗佈有用以保護晶圓W的表面的膠帶T等的情形時存在問題。於膠帶T無法使自光源射出 的光透過或使光折射的情形時，光電二極體可能無法感測到自光源射出的光。並且，亦可能因進行感測的晶圓W的表面不均勻、或根據晶圓W的材質引起的光的反射及干涉等而光電二極體無法感測光。
圖2是概略性地表示本發明的一實施例的晶圓對準設備的圖。
參照圖2，本發明的一實施例的晶圓對準設備100包含安裝晶圓W的平台S、視覺相機VC、對準設備10、控制部20、運算部30及警報設備40。
可於平台S上安裝晶圓W。平台S可為需要晶圓對準的所有設備的平台，較佳為可應用鋸割(Sawing)設備的晶圓夾盤平台。
視覺相機VC用以識別晶圓W的影像，可識別安裝於平台S上的晶圓W及凹口N的影像，可根據該影像而於平台S上判斷晶圓W的對準狀態。
對準設備10是用以將晶圓W按照固定方向對準至平台S上的設備，可應用各種機器臂、機器夾盤、對準輥等可使晶圓W旋轉或移動的各種形態的對準設備。
控制部20可為以平台S的對準線與晶圓W的中心線一致的方式向對準設備10施加控制訊號而對準晶圓W的電路或程式。
運算部30可對自視覺相機VC獲得的晶圓W的影像進行比較及分析而計算用以使晶圓W的中心位於平台S的中心的移動值。並且，可於控制部20以平台S的對準線與晶圓W的中心線一致的方式向對準設備10施加控制訊號而對準晶圓W後，計算平台S的對準線與晶圓W的中心線之間的誤差。於以上所計算出的誤差超過容許範圍的情形時，運算部30可對警報設備40施加訊號，以使警報設備40產生警報。
警報設備40連接至運算部30，於由運算部30計算出的平台S的對準線與晶圓W的中心線的誤差超過容許範圍的情形時會產生警報。若於警報設備40產生警報，則會再次執行用以將晶圓W對準至平台S上的過程。
圖3是表示本發明的一實施例的晶圓對準方法的流程圖，圖4a至圖4f是按照步驟表示本發明的一實施例的晶圓對準方法的圖。
參照圖3及圖4a，首先將晶圓W安裝至平台S上(步驟S1)。平台S可設定有x軸及y軸，y軸可成為平台S的對準線60。若平台S的中心與晶圓的中心O一致，且平台S的對準線60與通過晶圓W的凹口N的中心線50一致，則可謂晶圓W呈對準於平台S上的狀態。
隨機安裝於平台S上的晶圓W可呈晶圓的中心O與平台S的中心不一致，且對準線60與中心線50亦不一致的非對準狀態。
接著，於如上所述般晶圓W隨機安裝於平台S的狀態下，使用視覺相機VC拍攝晶圓W的第1影像(步驟S2)。於第1影像中，可呈晶圓的中心O與平台S的中心不一致的狀態。
接著，參照圖3及圖4b，於使晶圓W以平台S的中心為基準而旋轉180度後，拍攝晶圓W的第2影像(步驟S3)。第2影像可藉由視覺相機VC而拍攝。
接著，參照圖3及圖4c，對第1影像與第2影像進行比較而使晶圓的中心O移動至平台S的x軸上(步驟S4)。第1影像中的晶圓的中心O的y軸座標、與第2影像中的晶圓的中心O的y軸座標可為絕對值相同而僅符號相反。因此，第1影像中的晶圓的中心O的y軸座標、與第2影像中的晶圓的中心O的y軸座標的中間值可處於平台S的x軸上。如上 所述的第1影像與第2影像的比較可藉由連接於視覺相機VC的運算部30而執行。於運算部30藉由比較第1影像與第2影像而計算出用以使晶圓的中心O移動至平台S的x軸上的移動值後，連接於運算部30的控制部20可使晶圓W按照計算出的移動值移動。
於使晶圓的中心O移動至平台S的x軸上後，拍攝晶圓W的第3影像(步驟S5)。第3影像可藉由視覺相機VC而拍攝。
接著，參照圖3及圖4d，於使晶圓的中心O移動於平台S的x軸上的晶圓W再次以平台S的中心為基準而旋轉180度後，拍攝晶圓W的第4影像(步驟S6)。第4影像可藉由視覺相機VC而拍攝。
接著，參照圖3及圖4e，對第3影像與第4影像進行比較而使晶圓的中心O移動至平台S的y軸上(步驟S7)。第3影像中的晶圓的中心O的x軸座標、與第4影像中的晶圓的中心O的x軸座標可為絕對值相同而僅符號相反。因此，第3影像中的晶圓的中心O的x軸座標、與第4影像中的晶圓的中心O的x軸座標的中間值可處於平台S的y軸上。如上所述的第3影像與第4影像的比較可藉由連接於視覺相機VC的運算部30而執行。於運算部30藉由比較第3影像與第4影像而計算出用以使晶圓的中心O移動至平台S的y軸上的移動值後，連接於運算部30的控制部20可使晶圓W按照計算出的移動值移動。
若經過步驟S1至步驟S7，則晶圓的中心O可位於平台S的中心。
接著，參照圖3及圖4f，於晶圓的中心O與平台S的中心一致的狀態下，以晶圓W的中心線50與平台S的對準線60一致的方式旋轉晶圓W(步驟S8)。此處，晶圓W的凹口N能夠以位於平台S的y軸的正 方向的方式旋轉。可藉由以上過程而將晶圓W對準至平台S上。
接著，參照圖3，判斷晶圓W的中心線50與平台S的對準線60之間的誤差是否為容許範圍以內(步驟S9)。可藉由運算部30計算晶圓W的中心線50與平台S的對準線60之間的誤差。容許範圍值可於在對晶圓W進行加工時不會產生性能問題的範圍內可變。
於晶圓W的中心線50與平台S的對準線60之間的誤差為容許範圍以內的情形時結束對準。然而，於晶圓W的中心線50與平台S的對準線60之間的誤差超過容許範圍的情形時，可由運算部30對警報設備40施加訊號而產生警報(步驟S10)。於產生警報的情形時，會返回至步驟S2而再次執行用以實現對準的步驟。
根據本發明的上述實施例，於在晶圓上貼附有光電二極體感測器無法透過的膠帶的情形時，亦可將晶圓對準至準確的位置，於晶圓的表面不均勻的情形時，亦可將晶圓對準至準確的位置。並且，於玻璃(glass)、藍寶石(sapphire)等難以藉由光電二極體感測器感測的材質的晶圓的情形時，亦可將晶圓對準至準確的位置。
本發明的上述說明為示例，於本發明所屬的技術領域內具有常識者應可理解可不變更本發明的技術思想或必要特徵而容易地變形為其他具體的形態。因此，以上所述的實施例僅應理解為於所有方面均為示例，並不具有限定性。例如，說明為單一形態的各構成要素亦可分散實施，相同地，說明為分散形態的構成要素亦能夠以結合的形態實施。
相比上述詳細說明而應由下文將述的申請專利範圍界定本發明的範圍，應解釋為根據申請專利範圍的含義、範圍及其等同的概念導出的所有變更或變形的形態均包含於本發明的範圍內。

Claims (13)

  1. 一種晶圓對準方法，其包含如下步驟：於設定有x軸及y軸的平台上安裝包含用以實現對準的凹口(notch)的晶圓的步驟；於拍攝所述晶圓的第1影像後，使所述晶圓旋轉180度，之後拍攝所述晶圓的第2影像的步驟；對所述第1影像與所述第2影像進行比較而使所述晶圓的中心移動至所述平台的x軸上的步驟；於拍攝所述晶圓的第3影像後，使所述晶圓旋轉180度，之後拍攝所述晶圓的第4影像的步驟；對所述第3影像與所述第4影像進行比較，使所述晶圓的中心移動至所述平台的y軸上而使所述晶圓的中心與所述平台的中心一致的步驟；及使所述晶圓旋轉而使通過所述凹口的所述晶圓的中心線與所述平台的對準線一致的步驟。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的晶圓對準方法，其中藉由視覺相機(vision camera)拍攝所述晶圓的影像。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的晶圓對準方法，其中藉由連接於所述視覺相機的運算部而執行所述第1影像與所述第2影像的比較及所述第3影像與所述第4影像的比較。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的晶圓對準方法，其中使用藉由與所述運算部連接的控制部而控制的對準設備執行所述晶圓的移動及旋轉。
  5. 如申請專利範圍第2項所述的晶圓對準方法，其中於運算部計算產生於所述晶圓的中心線與所述平台的對準線之間的誤差。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的晶圓對準方法，其更包含如下步驟：於產生於所述晶圓的中心線與所述平台的對準線之間的誤差大於設定的容許範圍的情形時，藉由連接於所述運算部的警報設備而產生警報的步驟。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的晶圓對準方法，其於產生所述警報的情形時，再次執行申請專利範圍第1項所述的步驟。
  8. 一種晶圓對準設備，其包含：平台，其安裝包含用以實現對準的凹口的晶圓，且設定有x軸及y軸；視覺相機，其拍攝所述晶圓的多個影像；運算部，對由所述視覺相機識別出的所述晶圓的所述多個影像進行比較，計算用於使所述晶圓的中心與所述平台的中心對準的移動值；對準設備，其使所述晶圓於所述平台上旋轉及移動；及控制部，其對所述對準設備施加控制訊號，以使所述平台的所述中心與所述晶圓的所述中心一致，其中所述平台的所述中心是所述x軸及所述y軸的交點，且其中所述晶圓藉由所述對準設備以所述移動值移動，以使所述晶圓的所述中心與所述平台的所述中心對準。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的晶圓對準設備，其中所述運算部計算所述晶圓的中心線與所述平台的對準線之間的誤差，其中所述控制部對所述對準設備施加控制訊號，以使所述平台的所述對準線與所述晶圓的所述中心線對準，且所述對準設備以所述誤差旋轉所述晶圓，以對準所述晶圓的所述中心線與所述平台的所述對準線。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的晶圓對準設備，其更包含警報設備，所述警報設備連接至所述運算部，於產生於所述晶圓的中心線與所述平台的對準線之間的誤差大於設定的容許範圍的情形時產生警報。
  11. 一種晶圓對準設備，其包含：平台，其安裝包含用以實現對準的凹口的晶圓，且設定有x軸及y軸；視覺相機，其拍攝所述晶圓的影像；對準設備，其使所述晶圓於所述平台上旋轉及移動；及控制部，其對所述對準設備施加控制訊號，以使所述平台的對準線與所述晶圓的中心線一致；且所述視覺相機拍攝所述晶圓的第1影像至第4影像，所述對準設備於所述視覺相機拍攝所述第1影像及所述第3影像後，使所述晶圓旋轉180度，所述對準設備對所述第1影像與所述第2影像進行比較而使所述晶圓的中心移動至所述平台的x軸上，所述對準設備對所述第3影像與所述第4影像進行比較，使所述晶圓的中心移動至所述平台的y軸上而使所述晶圓的中心與所述平台的中心一致，所述對準設備使所述晶圓旋轉而使通過所述凹口的所述晶圓的中心線與所述平台的對準線一致。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的晶圓對準設備，其更包含運算部，所述運算部連接至所述視覺相機，執行所述第1影像與所述第2影像的比較及所述第3影像與所述第4影像的比較。
  13. 如申請專利範圍第12項所述的晶圓對準設備，其中所述控制 部根據由所述運算部比較的結果而對所述對準設備施加所述控制訊號。
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